Российские ученые из "Арктического и антарктического научно-исследовательского института" в Санкт-Петербурге вскоре могут достичь скрытого под толщей антарктических полярных льдов реликтового озера "Восток" и взять из него первые пробы воды. Российские ученые, работающие на одноименной станции "Восток", бурят скважину над озером и ее глубина почти достигла 4 км. Исследователи уверены, что совсем скоро пробы богатой кислородом воды уже будут получены.
Озеро "Восток" представляет собой древнее озеро, полностью скрытое подо льдами Южного полюса. Длина этого озера составляет около 250 км, ширина - 50 км. Глубина "Востока" составляет около 800 метров, причем уникальность озера заключается в том, что оно было полностью закрыто от внешнего мира слоем льда последние 14 млн лет. Кроме того исследователи уверены, что "Восток" изолировано от других 145 более мелких подледных озер в Антарктике.
По словам специалистов, добуриться до озера можно было бы и раньше, но международный экспертный совет ATS (Antarctic Treaty Secretariat) до недавнего времени приостановил работы по бурению, так как они могли нанести вред уникальной замкнутой экосистеме озера. Группа астробиологов НАСА в 2003 году заключила, что метод прямого бурения в случае с "Востоком" не подойдет, так как озеро очень богато кислородом и азотом, а открыв к нему доступ извне, можно было создать эффект, сравнимый с открытием бутылки газированной воды, когда газы устремляются вверх.
Сейчас ATS одобрил методику бурения российских ученых из Санкт-Петербурга. Представитель института Валерий Лукин говорит, что у них в институте была выработана методика, позволяющая уравновесить давление как сверху скважины, так и снизу (т.е. со стороны озера "Восток"). Добраться до воды ученые планируют в этом или, в крайнем случае, в будущем летнем сезоне на Южной Полюсе, длящемся с ноября по март.
Первые попытки бурения ледника на этой станции были предприняты еще в конце 60-х годов, а, начиная с 1970г., разработка технологии глубокого бурения ледников стала проводиться специалистами кафедры бурения скважин Ленинградского Горного института (ЛГИ). По словам исследователей, при бурении "Востока" применяются некоторые уникальные технологии. В частности, оказалось, что «сухое» бурение скважин в леднике возможно только до глубины 500 метров, после чего в стволе скважины возникает эффект «горного» давления, который приводит к сужению диаметра скважины и, соответственно, невозможности извлечь буровой снаряд из нее на поверхность.
Для исключения этого эффекта необходимо использовать буровую жидкость, которая, с одной стороны должна быть незамерзающей, а с другой стороны, ее плотность должна быть равной плотности льда (0,91 г/см3). В качестве такой жидкости специалистами ЛГИ была предложена смесь авиакеросина (плотность 0,78 г/см3) и фреона (плотность 1,04 г/см3). В последующие годы аналогичную по составу заливочную жидкость стали применять и европейские ученые из Дании, которые также разрабатывали технологию и инженерное решение для бурения в глубоких ледяных скважинах в Гренландии и в Антарктиде.
В период с 1980 по 1989гг. на станции «Восток» было пробурено 4 ледяных скважины различного диаметра и глубины, а в 1990г. была заложена скважина 5Г, которой было суждено стать самой глубокой в мире из пробуренных в ледяном покрове.
В соответствии с данными исследований, верхняя часть разреза ледникового покрова в точке бурения скважины 5Г слагается стометровым снежно-фирновым слоем, ниже которого залегает монолитная ледяная толща. Она сложена пластами «межледникового» (теплый период) и «ледникового» (холодный период) типов льдов, отличающихся размерами зерен и ориентировкой их кристаллографических осей. В верхней части разреза эти различия весьма незначительны, однако, на глубинах свыше 2700 м «межледниковые» и «ледниковые» пласты льда уже существенно отличаются по своему строению и механическим свойствам.
Кроме того, в интервале глубин 3310–3370 м были обнаружены признаки тектонического несогласия в залегании слоев, а в интервале 3460–3538 м залегает слоистый лед, характеризующийся чередованием слоев мелкозернистого и крупнозернистого льда.
Наконец, базальный слой льда, обнаруженный глубже отметки 3538 м и прослеженный до забоя скважины (3650 м), сформирован гигантозернистым льдом (кристаллы льда до 1 м в поперечнике и более). Этот лед содержит редко разбросанные небольшие минеральные включения (1–6 мм в диаметре), представляющие собой скопления глинистых частиц моренного происхождения.
По мнению специалистов, структура базального льда свидетельствует о его неподвижности и конжеляционном происхождении, т.е. о формировании льда в процессе замерзания воды. Этот факт подтверждается результатами изотопного исследования образцов ледяного керна. Движение льда над озером в районе станции "Восток" осуществляется в направлении на юго-восток со скоростью 1,5-3,0 м/год. Наличие базального слоя неподвижного льда в нижней части разреза ледникового покрова позволяет заключить, что ледниковый покров в этом районе в основном лежит на подстилающих горных породах, а расчлененный рельеф подледникового ложа блокирует нижние слои ледниковой толщи. Максимальные сдвиговые деформации происходят в пределах вышележащего пласта (3460–3540 м).
В летнем сезоне 1997-98гг. глубина скважины 5Г достигла отметки 3623 м. Изучение поднятого на поверхность ледяного керна позволило установить характер изменения климата в Антарктиде за последние 420 000 лет. Было выделено четыре полных климатических цикла (от периода похолодания до периода потепления) продолжительностью около 100 000 лет каждый. Эти данные стали классическим примером палеоклиматических реконструкций в Южной полярной области планеты и приводятся практически во всех научных монографиях и популярных изданиях, посвященных этой проблеме.
Начиная с 1990 года, исследовательские работы на станции "Восток", в том числе в скважине 5Г, стали проводиться на международной основе с участием специалистов из России, Франции и США, при этом каждая страна получала одну треть керна для своих национальных исследовательских программ. В январе 1998г. по рекомендации международного Научного комитета по антарктическим исследованиям буровые операции в скважине 5Г были прекращены в связи с непосредственным приближением к водному слою обширного подледникового водоема, первое сообщение о котором было сделано в 1994 году. После выполнения различных исследовательских, технологических и природоохранных процедур, соответствующих всем требованиям международного сообщества, они были возобновлены в конце декабря 2004г.
В сезоне 2010-11гг. специалисты бурового отряда планируют получить около 100 метров нового ледяного керна до отметки 3750 м и, при возможности, осуществить проникновение в водный слой подледникового озера Восток.
Источник: CyberSecurity
|
